MX2008014246A

MX2008014246A - Rodillos de trabajo revestidos por pulverizacion termica.

Info

Publication number: MX2008014246A
Application number: MX2008014246A
Authority: MX
Inventors: William Jarosinski
Original assignee: Praxair Technology Inc
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2007-05-08
Publication date: 2008-11-18
Also published as: JP2009536985A; RU2008148951A; EP2021524A2; JP5525813B2; BRPI0710663B1; CA2653070A1; JP6093324B2; US8524375B2; WO2007133536A3; CA2653070C; BRPI0710663A2; US20070261767A1; JP2014193487A; CN104762582A; WO2007133536A2

Abstract

Esta invención se refiere a rodillos de trabajo revestidos por pulverización térmica para el uso en metal o aleación de metal, por ejemplo, aleación de aluminio, fabricación de hoja que comprende una estructura tipo cilíndrica que tiene una superficie periférica externa y un revestimiento por pulverización térmica rociada en la superficie periférica externa de la estructura tipo cilíndrica, el revestimiento por pulverización térmica que comprende de aproximadamente 65 a aproximadamente 95 por ciento en peso de uno o más carburos metálicos del Grupo VI, y de aproximadamente 5 a aproximadamente 35 por ciento en peso de uno o más metales de transición seleccionados de cromo, manganeso, hierro, cobalto y níquel. Esta invención también se refiere a un proceso para preparar rodillos de trabajo para el uso en metal o aleación de metal, por ejemplo, aleación de aluminio, fabricación de hoja, un método para fabricar metal o aleación de metal, por ejemplo, aleación de aluminio, hoja que usa los rodillos de trabajo revestidos por pulverización térmica, y un polvo producido por pulverización térmica para cubrir la superficie periférica externa de los rodillos de trabajo para el uso metal o aleación de metal, por ejemplo, aleación de aluminio, fabricación de hoja.

Description

RODILLOS DE TRABAJO REVESTIDOS POR PULVERIZACION TERMICA Campo de la Invención Esta invención se refiere a rodillos de trabajo revestidos por pulverización térmica para el uso en metales y aleaciones de metales, por ejemplo, aleación de aluminio, fabricación de hoja, un proceso para preparar los rodillos de trabajo para el uso en metales y aleaciones de metales, por ejemplo, aleación de aluminio, fabricación de hoja, un método para fabricar metal y aleaciones de metales, por ejemplo, aleación de aluminio, hoja que usa rodillos de trabajo revestidos por pulverización térmica, y un polvo de pulverización térmica para revestir la superficie periférica externa de los rodillos de trabajo para el uso en metal y aleaciones de metal, por ejemplo, aleación de aluminio, fabricación de hoja. Antecedentes de la Invención Los rodillos de trabajo juegan un papel importante en la fabricación de hoja de metal y de las aleaciones de metal. Por ejemplo, la industria del aluminio pone un alto valor en trabajar líneas de hoja de aleación de aluminio en una manera continua. Pérdidas significativas (energía, capacidad, productividad, daños del producto, etc.) están asociadas a tiempo muerto en la producción de hoja de aleación de aluminio. Altas velocidades y fuerzas de la línea, ejercidas por los rodillos de trabajo para reducir el calibre de la hoja y mejorar la calidad de la hoja, provoca un desgaste significativo de la superficie del rodillo de trabajo. Las hojas de aleación de aluminio son utilizadas para formar envases, tales como latas, componentes de vehículos, materiales de construcción resistentes a la corrosión, hojas, y similares. En un típico proceso de hoja de aleación de aluminio, una placa puede ser colada y recocida (homogeneizada), y entonces, la aleación de aluminio puede ser laminada en caliente y frío (reducción) para proporcionar una hoja de calibre intermedio. Las temperaturas de la placa y de la hoja y otros controles de operación pueden ser críticos en estas etapas. Después de eso, la hoja de aleación de aluminio puede pasarse a través de rodillos de trabajo para ajustar el espesor (calibre final) y mejorar el acabado de la superficie de la hoja. En general, los rodillos de trabajo que entran en contacto con la hoja de aleación de aluminio satisfacen deseable las condiciones siguientes: los rodillos son resistentes al desgaste (extienden el tiempo entre los paros por mantenimiento); los rodillos imparten mínimo daño superficial a la hoja de aleación de aluminio; los rodillos resisten la corrosión causada por diferentes tipos de lubricante; y el costo del ciclo de vida de los rodillos es bajo. Los rodillos de trabajo comunes son fabricados de aleaciones basadas en hierro y tienen limitada vida causado por el desgaste por la alta velocidad en las lineas y las altas fuerzas ejercidas por el laminado. Un rodillo es retirado de servicio una vez que su superficie se degrada y el rodillo afecta negativamente la calidad de la hoja. Ejemplos de los problemas de la calidad potenciales incluyen bandeo, fragmentos, vibración, defectos superficiales (hoyos), aspereza superficial creciente, y similares. Los rodillos basados en hierro pueden cromados a un costo adicional, pero la extensión de la vida del rodillo es limitada. Continúa siendo una necesidad en la técnica de los rodillos de trabajo que se puedan utilizar por períodos de tiempo extendidos sin dañar la calidad superficial de la hoja de metal o de la aleación de metal. También continúa siendo una necesidad de los rodillos de trabajo que tengan resistencia al desgaste y a la corrosión mejorada. Breve Descripción de la Invención Esta invención se refiere en parte a un rodillo de trabajo para el uso en metal o aleación de metal, por ejemplo, la aleación de aluminio, fabricación de hoja que comprende una estructura tipo cilindrica que tiene una superficie periférica externa y una revestimiento por pulverización térmica en la superficie periférica externa de la estructura tipo cilindrica, el revestimiento por pulverización térmica que comprende de aproximadamente 65 a aproximadamente 95 por ciento en peso de uno o más los carburos metálicos del Grupo VI, y de aproximadamente 5 a aproximadamente 35 por ciento en peso de uno o más metales de transición seleccionados de cromo, manganeso, hierro, cobalto y níquel. Esta invención también se refiere en parte a un proceso para preparar un rodillo de trabajo para el uso en metal o aleación de metal, por ejemplo, aleación de aluminio, fabricación de hoja que comprende (i) proporcionar una estructura tipo cilindrica que tenga una superficie periférica externa, y (ii) revestir por pulverización térmica la superficie periférica externa de la estructura tipo cilindrica, el revestimiento por pulverización térmica comprende de aproximadamente 65 a aproximadamente 95 por ciento en peso de uno o más carburos metálicos del Grupo VI, y de aproximadamente 5 a aproximadamente 35 por ciento en peso de una o más metales de transición seleccionados de cromo, manganeso, hierro, cobalto y níquel. Esta invención además se refiere en parte a un método para fabricar el metal o aleación de metal, por ejemplo, aleación de aluminio, hoja que comprende (i) colar y opcionalmente recocer una placa de metal o de aleación de metal, (ii) laminar la placa de metal o de aleación de metal para proporcionar una hoja de metal de calibre intermedio o de aleación de metal, y (iii) pasar la hoja de metal o de aleación de metal de calibre intermedio a través de uno o más rodillos de trabajo para proporcionar una hoja de metal o de aleación de metal del calibre final, uno o más rodillos de trabajo que comprenden una estructura tipo cilindrica que tenga una superficie periférica externa y un revestimiento por pulverización térmica en la superficie periférica externa de la estructura tipo cilindrica, el revestimiento por pulverización térmica que comprende de aproximadamente 65 a aproximadamente 95 por ciento en peso de uno o más carburos metálicos del Grupo VI, y de aproximadamente 5 a aproximadamente 35 por ciento en peso de uno o más metales de transición seleccionados de cromo, manganeso, hierro, cobalto y níquel. esta invención todavía además se refiere en parte a un polvo producido por pulverización térmica para revestir la superficie periférica externa de un rodillo de trabajo para el uso en metal o aleación de metal, por ejemplo, aleación de aluminio, fabricación de hoja que comprende de aproximadamente 65 a aproximadamente 95 por ciento en peso de uno o más carburos metálicos del Grupo VI, y de aproximadamente 5 a aproximadamente 35 por ciento en peso de uno o más metales de transición seleccionados de cromo, manganeso, hierro, cobalto y níquel. Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 es una fotomicrografía que muestra la mícroestructura de un revestimiento de esta invención en una ampliación de 5000X. La figura 2 es una gráfica que muestra, en intervalos de tiempo establecidos, la aspereza superficial de las composiciones A, B, C y D de los ejemplos abajo que fueron medidas y comparadas para determinar la retención superficial. Descripción detallada de la Invención Según lo indicado arriba, esta invención se refiere en parte a un polvo producido por pulverización térmica para revestir la superficie periférica externa de un rodillo de trabajo para el uso en metal o aleación de metal, por ejemplo, aleación de aluminio, fabricación de hoja que comprende de aproximadamente 65 a aproximadamente 95 por ciento en peso de uno o más carburos metálicos del Grupo VI, y de aproximadamente 5 a aproximadamente 35 por ciento en peso de uno o más metales de transición seleccionados de cromo, manganeso, hierro, cobalto y níquel. Preferiblemente, esta invención se refiere en parte a un polvo producido por pulverización térmica para revestir la superficie periférica externa de un rodillo de trabajo para el uso en la fabricación de hoja de aleación de aluminio que comprende de aproximadamente 76 a aproximadamente 86 por ciento en peso de tungsteno, de aproximadamente 3 a aproximadamente 5.5 por ciento en peso de carbón, de aproximadamente 7 a aproximadamente 13 por ciento en peso de cobalto, y de aproximadamente 2.5 a aproximadamente 7 por ciento en peso de cromo. Los polvos hechos por pulverización térmica se consideran que son capaces de alcanzar revestimientos por pulverización térmica que tengan la resistencia al desgaste y a la corrosión deseadas, especialmente para los rodillos de trabajo usados en los procesos para laminar aleación de metal, por ejemplo, aleación de aluminio, hoja. También, los métodos para el formado de revestimientos por pulverización térmica en los rodillos de trabajo son proporcionados usando tales polvos hechos por pulverización térmica. Carburos metálicos del Grupo VI ilustrativos se pueden representar por la fórmula MXC donde M representa uno o más de Cr, Co, Mo y W y x es un número entero desde 1 a 12. Las fases de XC pueden consistir de MC, M2C, M6C, M9C y Mi2C. Los carburos metálicos del Grupo VI convenientes, útiles en esta invención incluyen, por ejemplo, WC, MoC, CrC, WCrC, WMoC, CrMoC, y similares. Las mezclas convenientes de carburos metálicos del Grupo VI útiles en esta invención incluyen, por ejemplo, el WC y WCrC, WC y CrC, y similares. Los metales de transición ilustrativos útiles como aglutinantes metálicos incluyen uno o más de Cr, Mn, Fe, Co y Ni. Las mezclas de metales de transición convenientes útiles en esta invención incluyen, por ejemplo, Cr y Co, Cr y Mo, y similares. El contenido de uno o más carburos metálicos del Grupo VI en el polvo hecho por pulverización térmica puede estar en el intervalo de aproximadamente 65 a aproximadamente 95 por ciento en peso, y preferiblemente de aproximadamente 70 a aproximadamente 90 por ciento en peso. Si el contenido de uno o más carburos metálicos del Grupo VI es demasiado bajo, la resistencia al desgaste del revestimiento por pulverización térmica puede disminuir. Si el contenido de uno o más carburos metálicos del Grupo VI es demasiado alto, la dureza y la adherencia del revestimiento por pulverización térmica pueden disminuir. Con respecto al cromo, se entiende que el cromo puede estar presente como un metal de transición así como un carburo metálico del Grupo VI. El contenido de aglutinante metálico de uno o más metales de transición en el polvo hecho por pulverización térmica puede estar en el intervalo de aproximadamente 5 a aproximadamente 35 por ciento en peso, y preferiblemente de aproximadamente 10 a aproximadamente 30 por ciento en peso. Si el contenido de uno o más metales de transición es demasiado bajo, la dureza y la adherencia del revestimiento por pulverización térmica pueden disminuir o la resistencia al desgaste y a la oxidación del revestimiento por pulverización térmica puede disminuir. Si el contenido de uno o más metales de transición en la fase aglutinante es demasiado alto, la resistencia al desgaste del revestimiento por pulverización térmica puede disminuir o la dureza y la adherencia del revestimiento por pulverización térmica pueden disminuir. Con respecto al cromo, se entiende que el cromo puede estar presente como un carburo metálico del Grupo VI así como un metal de transición. Según lo indicado arriba, un polvo hecho por pulverización térmica preferido de esta invención comprende WCCoCr. Tales polvos pueden ser útiles en la fabricación de revestimientos por pulverización térmica para rodillos de trabajo usados en los procesos para laminar la aleación de metal, por ejemplo, aleación de aluminio. Las concentraciones elementales en los polvos preferidos pueden variar pero deben estar dentro de los intervalos dispuestos abajo. El contenido de tungsteno en el polvo hecho por pulverización térmica puede estar en el intervalo de aproximadamente 76 a aproximadamente 86 por ciento en peso, y preferiblemente de aproximadamente 78 a aproximadamente 84 por ciento de peso. Si el contenido de tungsteno es demasiado bajo, la resistencia al desgaste del revestimiento por pulverización térmica puede disminuir. Si el contenido de tungsteno es demasiado alto, la dureza y la adherencia del revestimiento por pulverización térmica pueden disminuir. El contenido de carbono en el polvo hecho por pulverización térmica puede estar en el intervalo de aproximadamente 3 a aproximadamente 5.5 por ciento de peso, y preferiblemente de aproximadamente 3.5 a aproximadamente 5.2 por ciento en peso. Si el contenido de carbono es demasiado bajo, la resistencia al desgaste del revestimiento por pulverización térmica puede disminuir. Si el contenido de carbono es demasiado alto, la dureza y la adherencia del revestimiento por pulverización térmica pueden disminuir.

El contenido de cobalto en el polvo hecho por pulverización térmica puede estar en el intervalo de aproximadamente 7 a aproximadamente 13 por ciento en peso, y preferiblemente de aproximadamente 7 a aproximadamente 11 por ciento en peso. Si el contenido de cobalto es demasiado bajo, la dureza y la adherencia del revestimiento por pulverización térmica pueden disminuir. Si el contenido de cobalto es demasiado alto, la resistencia al desgaste del revestimiento por pulverización térmica puede disminuir. El contenido de cromo en el polvo hecho por pulverización térmica es de aproximadamente 2.5 a aproximadamente 7 por ciento en peso, y preferiblemente de aproximadamente 3 a aproximadamente 6 por ciento en peso. Si el contenido de cromo es demasiado bajo, la resistencia al desgaste y a la oxidación del revestimiento por pulverización térmica puede disminuir. Si el contenido de cromo es demasiado alto, la dureza y la adherencia del revestimiento por pulverización térmica pueden disminuir. La adición de cromo es una modificación importante de la composición preferida, porque el cromo forma una capa tenaz de óxido en el revestimiento que actúa como una barrera contra la corrosión. El cromo puede encontrarse en el revestimiento por pulverización térmica en muchas formas; como un óxido en los límites aplastados del revestimiento, como aleación metálica del cobalto en la fase de revestimiento con aglutinante, y potencialmente como un complejo resistente al desgaste de carburo. Las fases de cromo mejoran la resistencia a la corrosión de revestimiento y reduce el potencial para la interacción galvánica dentro del revestimiento y entre el revestimiento y la base del rodillo. El contenido total de carburo metálico del Grupo VI y aglutinante metálico, por ejemplo, tungsteno, carbono, cobalto y cromo, en el polvo hecho por pulverización térmica debe ser no menor de 97%. En el caso donde un polvo hecho por pulverización térmica contiene componentes diferentes a los carburos metálicos del Grupo VI y metales de transición, el contenido de esos otros componentes en el polvo hecho por pulverización térmica es menor de 3% en peso. El tamaño de partícula de los polvos hechos por pulverización térmica útiles en esta invención se fija preferiblemente según el tipo de dispositivo para pulverización térmica y las condiciones de pulverización térmica usadas durante la pulverización térmica. El tamaño de partícula puede estar en el intervalo de aproximadamente 5 a aproximadamente 50 micrones, y preferiblemente de aproximadamente 10 a aproximadamente 45 micrones. El tamaño de grano promedio del carburo metálico del Grupo VI dentro del polvo hecho por pulverización térmica útil en esta invención se fija preferiblemente según el tipo de dispositivo para pulverización térmica y las condiciones de pulverización térmica usadas durante la pulverización térmica. El tamaño de grano promedio del carburo metálico del Grupo VI puede estar en el intervalo de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 5 micrones, y preferiblemente de aproximadamente 0.3 a aproximadamente 2 micrones. Esta invención además se refiere a comenzar con granos finos de carburo metálico del Grupo VI dentro del polvo producido por pulverización térmica que fomenta la formación de fases complejas y reduce efectivamente la cantidad de aglutinante metálico que está disponible para el ataque por medios corrosivos. Durante el proceso de pulverización térmica, algunos granos de carburo metálico del Grupo VI pueden disolverse parcialmente y alearse con la fase metálica del aglutinante. Si los granos de carburo metálico del Grupo VI son demasiado finos, muchos pueden disolverse o descarburar causando que la resistencia al desgaste del revestimiento por pulverización térmica se comprometa. Los polvos hechos por pulverización térmica útiles en esta invención se pueden producir por métodos convencionales tales como aglomeración (pulverización seca y sinterización o métodos de sinterización y trituración) o colado y trituración. En un método de pulverización seca y sinterización, primero es preparada una suspensión acuosa mezclando una pluralidad de polvos de materia prima un medio de dispersión conveniente. Esta suspensión acuosa después es granulada por pulverización seca, y una partícula coherente de polvo es entonces formada por la sinterización del polvo granulado. El polvo hecho por pulverización térmica es entonces obtenido tamizando y clasificando (si los aglomerados son demasiado grandes, pueden ser reducidos de tamaño por trituración). La temperatura de sinterización durante la sinterización del polvo granulado es preferiblemente de 1000 a 1300°C. Los polvos hechos por pulverización térmica de acuerdo con esta invención pueden ser producidos por otra técnica de aglomeración, método de sinterización y trituración. En el método de sinterización y trituración, primero es formado un compactado mezclando una pluralidad de polvos de materia prima seguidos por la compresión y posteriormente sinterizados a una temperatura entre 1200 a 1400°C. El polvo hecho por pulverización térmica es entonces obtenido por trituración y por la clasificación del compactado sinterizado resultante en la distribución de tamaño apropiada de partícula. Los polvos hechos por pulverización térmica de acuerdo con esta invención pueden también producirse por un método de colado (fundido) y trituración en lugar de por aglomeración. En el método de fundido y triturado, primero es formado un lingote mezclando una pluralidad de polvos de materia prima seguido por un rápido calentado, colado y después enfriado. El polvo hecho por pulverización térmica es entonces obtenido triturando y clasificando el lingote resultante. En general, los polvos hechos por pulverización térmica pueden producirse por procesos convencionales tales como los siguientes: a. Método de pulverización seca y sinterización - por ejemplo, WC, Co y Cr son mezclados en una suspensión acuosa y después granulados por pulverización. El polvo aglomerado después se sinteriza a una temperatura alta (por lo menos 1000°C) y tamizado a una distribución de tamaño de partícula conveniente para pulverizado; b. Método de sinterización y trituración — por ejemplo, WC, Co y Cr se sinterizan a una temperatura alta en una atmósfera de gas de hidrógeno o inerte (que tenga una presión parcial baja de oxígeno) y después se trituran mecánicamente y se tamizan a una distribución de tamaño de partícula conveniente para pulverizado; c. Método de colado y trituración — por ejemplo, WC, W, Co y Cr son fundidos en un crisol (un crisol de grafito puede utilizarse para agregar C) y después el colado resultante es triturado y tamizado mecánicamente; Método de partícula revestida — por ejemplo, las superficies de las partículas de WC son sujetas al enchapado con Co y Cr; y Método de densificación - el polvo producido en cualquiera de los procesos antes mencionados (i)-(iv) es calentado por llama de plasma o láser y tamizado (proceso de densificación de plasma o densificación de láser). El tamaño de partícula promedio de cada polvo de materia prima es preferiblemente no menos de 0.1 micrones y más preferiblemente no menos de 0.2 micrones, pero preferiblemente no más de 10 micrones. Si el tamaño de partícula promedio de un polvo de materia prima es demasiado pequeño, los costos pueden aumentar. Si el tamaño de partícula promedio de un polvo de materia prima es demasiado grande, puede llegar a ser difícil dispersar uniformemente el polvo de materia prima. Las partículas individuales que componen el polvo hecho por pulverización térmica tienen preferiblemente bastante fuerza mecánica para permanecer coherentes durante el proceso de pulverización térmica. Si la fuerza mecánica es demasiado pequeña, la partícula de polvo puede romperse aparte obstruyendo el inyector o acumulando en las paredes interiores del dispositivo para pulverización térmica. El proceso de revestimiento involucra hacer fluir polvo a través de un dispositivo para pulverización térmica que caliente y acelere el polvo en un rodillo base (sustrato). Al impacto, la partícula calentada se deforma dando por resultado una laminilla o un aplastado por pulverización térmica. Los aplastados traslapados hacen la estructura del revestimiento. Un proceso de detonación útil en esta invención se describe en la Patente Norteamericana No. 2,714,563, la descripción de la cual está incorporado en la presente por referencia. El proceso de detonación está además descrito en la Patente Norteamericana No. 4,519,840 y 4,626,476, las descripciones de la misma están incorporadas en la presente por referencia, las cuales incluyen revestimientos que contienen composiciones de tungsteno, carburo, cobalto y cromo. La Patente Norteamericana No. 6,503,290, la descripción de la cual está incorporada en la presente por referencia, describe un proceso de combustible de oxígeno de alta velocidad útil en esta invención para revestir composiciones que contienen W, C, Co, y Cr. Como también está indicado arriba, esta invención se refiere en parte a un proceso para preparar un rodillo de trabajo para el uso en metal o aleación de metal, por ejemplo, aleación de aluminio, fabricación de hoja que comprende (i) proporcionar una estructura tipo cilindrica que tenga una superficie periférica externa, y (ii) pulverizar térmicamente un revestimiento en la superficie periférica externa de la estructura tipo cilindrica, el revestimiento por pulverización térmica comprende de aproximadamente 65 a aproximadamente 95 por ciento en peso de uno o más carburos metálicos del Grupo VI, y de aproximadamente 5 a aproximadamente 35 por ciento en peso de uno o más metales de transición seleccionados de cromo, manganeso, hierro, cobalto y níquel. Preferiblemente, esta invención se refiere en parte a un proceso para la preparación de un rodillo de trabajo para el uso en la fabricación de hoja de aleación de aluminio que comprende (i) proporcionar una estructura tipo cilindrica que tiene una superficie periférica externa, y (ii) pulverizar térmicamente un revestimiento en la superficie periférica externa de la estructura tipo cilindrica, el revestimiento por pulverización térmica comprende de aproximadamente 76 a aproximadamente 86 por ciento en peso de tungsteno, de aproximadamente 3 a aproximadamente 5.5 por ciento en peso de carbono, de aproximadamente 7 a aproximadamente 13 por ciento en peso de cobalto, y de aproximadamente 2.5 a aproximadamente 7 por ciento en peso de cromo. En la etapa de la formación del revestimiento, el polvo hecho por pulverización térmica térmico es pulverizado térmicamente en la superficie de un rodillo, y consecuentemente, un revestimiento por pulverización térmica se forma en la superficie del rodillo. El pulverizado con combustible de oxígeno de alta velocidad o por pistola de detonación son los métodos preferibles para pulverizar térmicamente el polvo hecho por pulverización térmica. Otros procesos para la formación de revestimiento incluyen pulverización por plasma, arco de transferencia de plasma (PTA), pulverización por flama, o chapado por láser. En una modalidad preferida de este proceso, un agente de tratamiento de cierre es revestido en el revestimiento por pulverización térmica formado en la superficie del sustrato en la etapa de la formación de revestimiento antes mencionada. Los tratamientos de cierre ilustrativos incluyen, por ejemplo, los epóxidos bipartitos (resina epóxica más endurecedor epóxico). El agente de tratamiento de cierre es aplicado, por ejemplo, por inmersión, revestimiento por cepillo, o pulverización. El agente de tratamiento de cierre puede penetrar fácilmente en los agujeros pequeños o espacios en el intervalo micrométrico debido a su baja tensión superficial y viscosidad. Para mejorar la penetración del sellante en los poros en la superficie del rodillo, un agente humectante conveniente puede ser agregado. Los agentes humectantes ilustrativos incluyen, por ejemplo, tolueno, acetona, xileno y alcoholes. De acuerdo con esta invención, los rodillos de trabajo previstos para uso en contacto con un metal o aleación de metal, por ejemplo, aleación de aluminio, las hojas primero son revestidas por pulverización térmica con un revestimiento protectora de un metal de transición de carburo metálico del Grupo VI, por ejemplo, tungsteno, carburo, cobalto y cromo. El sellante puede entonces depositarse en el revestimiento para prevenir la penetración de medios corrosivos al sustrato del rodillo y también para minimizar la acumulación de fragmentos u óxidos en la superficie del rodillo revestido. En una modalidad de la invención, el revestimiento pulverizado sin terminar tiene un espesor de aproximadamente 0.025 a aproximadamente 1.0 milímetros y una porosidad de no más de aproximadamente 2.5%. El revestimiento pulverizado sin terminar tiene un espesor preferible de aproximadamente 0.025 a aproximadamente 0.5 milímetros y una porosidad de no más de aproximadamente 1.5%. Si el revestimiento es demasiado grueso, las tensiones podrían conducir a un agrietamiento prematuro y espalación del revestimiento por la reducción de fuerzas. El revestimiento por pulverización térmica formado por el proceso de formación del revestimiento por pulverización térmica de acuerdo con esta invención puede tener la resistencia al desgaste deseada (por ejemplo la retención de la aspereza superficial y del perfil de la superficie) y resistencia a la corrosión. Los rodillos de trabajo de esta invención exhiben una aspereza superficial deseable que es resistente a la degradación, aumento rápido en la aspereza superficial, y reduce al mínimo los defectos superficiales tales como marcas en la hoja y manchas blancas, formación de óxido. Los rodillos de trabajo de esta invención tienen una aspereza superficial menor que aproximadamente 60 micropulgadas Ra, preferiblemente menor que aproximadamente 40 micropulgadas Ra, y más preferiblemente menor que o igual a 30 micropulgadas Ra. En una modalidad de esta invención, un revestimiento producido por pulverización térmica es aplicado a la superficie de un rodillo de trabajo usado para el laminado y acabado de un metal o de una aleación de metal, por ejemplo, aleación de aluminio, hoja, en donde el rodillo de trabajo revestido tiene una resistencia excelente al desgaste y a la corrosión. El rodillo de trabajo revestido es eficaz para la fabricación de metal o aleación de metal, por ejemplo, aleación de aluminio, hoja con excelente calidad y alta productividad. El metal de transición de carburo metálico del Grupo VI, por ejemplo, tungsteno, carburo, cobalto, cromo, material aplicado por los procesos de detonación o de combustible de oxígeno de la alta velocidad pueden proporcionar la vida útil del equipo en metal y aleación de metal, por ejemplo, aleación de aluminio, laminado de hoja y líneas de acabado. Los rodillos de trabajo revestidos de esta invención pueden exhibir resistencia al desgaste y a la corrosión produciendo una vida más larga para los rodillos de trabajo revestidos por pulverización térmica. Un aspecto importante del revestimiento por pulverización térmica es el acabado superficial. La superficie revestida puede tornearse o molerse con herramientas de corte o medios duros para obtener o conservar un perfil particular del rodillo (por ejemplo, una forma de corona en la cual la superficie del rodillo de trabajo es elevada hacia la porción central del rodillo de trabajo y menos elevada hacia las partes periféricas del rodillo de trabajo). La superficie torneada y/o molida puede acabarse con cinturones flexibles (medios de diamante o nitruro de boro cúbicos) para obtener una aspereza superficial particular para minimizar los defectos superficiales en el producto de hoja. Un revestimiento sellador puede aplicarse para resistencia a los medios corrosivos y/o compuestos lubricantes. En una modalidad preferida, la superficie de revestimiento por pulverización térmica es acabada de manera suficiente para minimizar o eliminar marcas o defectos en la hoja de metal o en la aleación de metal fabricada usando el rodillo de trabajo. En una modalidad de la invención, el revestimiento por pulverización térmica terminado tiene un espesor de aproximadamente 0.025 a aproximadamente 0.25 milímetros y una porosidad de no más de aproximadamente 2.5%. El revestimiento por pulverización térmica terminado tiene un espesor preferible de aproximadamente 0.025 a aproximadamente 0.1 milímetros y una porosidad de no más de aproximadamente 1.5%. Si el revestimiento es demasiado grueso, las tensiones podrían conducir a un agrietamiento prematuro y espalación del revestimiento de las fuerzas de reducción. El revestimiento por pulverización térmica formado por proceso de formación del revestimiento por pulverización térmica de acuerdo con esta invención puede tener la resistencia al desgaste deseada (por ejemplo la retención del perfil superficial y la aspereza de la superficie) y resistencia a la corrosión. Según lo indicado arriba, esta invención se refiere en parte a un rodillo de trabajo para el uso en metal o aleación de metal, por ejemplo, aleación de aluminio, fabricación de hoja que comprende una estructura tipo cilindrica que tiene una superficie periférica externa y un revestimiento por pulverización térmica en la superficie periférica externa de la estructura tipo cilindrica, el revestimiento por pulverización térmica que comprende de aproximadamente 65 a aproximadamente 95 por ciento en peso de uno o más carburos metálicos del Grupo VI, y de aproximadamente 5 a aproximadamente 35 por ciento en peso de uno o más metales de transición seleccionados de cromo, manganeso, hierro, cobalto y níquel. Preferiblemente, esta invención se refiere en parte a un rodillo de trabajo para el uso en la fabricación de hoja de aleación de aluminio que comprende una estructura tipo cilindrica que tiene una superficie periférica externa y un revestimiento por pulverización térmica en la superficie periférica externa de la estructura tipo cilindrica, el revestimiento por pulverización térmica que comprende de aproximadamente 76 a aproximadamente 86 por ciento en peso de tungsteno, de aproximadamente 3 a aproximadamente 5.5 por ciento en peso de carbono, de aproximadamente 7 a aproximadamente 13 por ciento en peso de cobalto, y de aproximadamente 2.5 a aproximadamente 7 por ciento en peso de cromo. Los rodillos de trabajo de esta invención para el uso en metal o aleación de metal, por ejemplo, aleación de aluminio, fabricación de hoja pueden variar en forma y tamaño. Los rodillos de trabajo tienen normalmente una estructura tipo cilindrica con una superficie periférica externa y una base hueca o sólida. En una modalidad, la superficie revestida en los rodillos de trabajo puede tornearse o esmerilarse con herramientas de corte o medios duros para obtener o mantener un perfil del rodillo particular (por ejemplo, una forma de corona en la cual la superficie del rodillo de trabajo es elevada hacia la porción central del rodillo de trabajo y menos elevada hacia las partes externas del rodillo de trabajo). El tamaño de los rodillos de trabajo puede estar en el intervalo de aproximadamente 900 milímetros o menos a aproximadamente 3050 milímetros o mayor en longitud y de aproximadamente 150 milímetros o menos a aproximadamente 460 milímetros o mayor en diámetro. La forma y el tamaño de los rodillos de trabajo de esta invención no son estrechamente críticos y necesitan solamente ser de tamaño y forma suficientes para ser útiles en la fabricación de hoja de metal o de aleación de metal. Un proceso típico para fabricar la hoja de aleación de aluminio implica colar una placa de aleación de aluminio (el proceso puede ser continuo o por lote e incluye opcionalmente una etapa de recocido), laminar la placa de aleación de aluminio para proporcionar una hoja de aleación de aluminio de calibre intermedio, y pasar la hoja intermedia de aleación de aluminio de calibre intermedio a través de un sistema rodillos de trabajo para proporcionar una hoja de aleación de aluminio de calibre final. Según lo indicado arriba, esta invención se refiere en parte a un método para fabricar metal o aleación de metal, por ejemplo, aleación de aluminio, hoja que comprende (i) colar y opcionalmente recocer una placa de. metal o de aleación de metal, (ii) laminar la placa de metal o de aleación de metal para proporcionar una hoja de metal o de aleación de metal de calibre intermedio, y (iii) pasar la hoja de metal o de aleación de metal de calibre intermedio a través de uno o más rodillos de trabajo para proporcionar una hoja de metal o de aleación de metal de calibre final, uno o más rodillos de trabajo que comprenden una estructura tipo cilindrica que tiene una superficie periférica externa y un revestimiento por pulverización térmica en la superficie periférica externa de la estructura tipo cilindrica, el revestimiento por pulverización térmica que comprende de aproximadamente 65 a aproximadamente 95 por ciento en peso de uno o más carburos metálicos del Grupo VI, y de aproximadamente 5 a aproximadamente 35 por ciento en peso de uno o más metales de transición seleccionados de cromo, manganeso, hierro, cobalto y níquel. · Preferiblemente, esta invención se refiere en parte a un método para fabricar hoja de aleación de aluminio que comprende (i) colar y opcionalmente recocer una placa de aleación de aluminio, (ii) laminar la placa de aleación de aluminio para proporcionar una hoja de la aleación de aluminio de calibre intermedio, y (iii) pasar la hoja de aleación de aluminio de calibre intermedio a través de uno o más rodillos de trabajo para proporcionar una hoja de aleación de aluminio de calibre final, uno o más rodillos de trabajo que comprenden una estructura tipo cilindrica que tiene una superficie periférica externa y un revestimiento por pulverización térmica en la superficie periférica externa de la estructura tipo cilindrica, el revestimiento por pulverización térmica que comprende de aproximadamente 76 a aproximadamente 86 por ciento en peso de tungsteno, de aproximadamente 3 a aproximadamente 5.5 por ciento en peso de carbono, de aproximadamente 7 a aproximadamente 13 por ciento en peso de cobalto, y de aproximadamente 2.5 a aproximadamente 7 por ciento en peso de cromo. En el revestimiento por pulverización térmica formado en el rodillo usado para reducción, el espesor del revestimiento terminado es un factor importante. Cuando los rodillos revestidos son presionados juntos (la presión es aplicada normalmente por rodillos de respaldo), grandes tensiones se forman dentro del revestimiento y el sustrato del rodillo. Revestimientos por pulverización térmica terminados mayores a aproximadamente 0.25 milímetros pueden ser demasiado gruesas para resistir el daño al revestimiento del laminado. De acuerdo con esta invención con respecto a los carburos metálicos del Grupo VI con aglutinante metálico compuesto por uno o más de Cr, Mn, Fe, Co y Ni), el revestimiento por pulverización térmica puede consistir de carburos metálicos, MXC (donde M representa el metal y es uno o más de Cr, Co, Mo y W); el aglutinante metálico que consiste de , Cr, Mn, Fe, Co y/o Ni; y un revestimiento protector de Cr203 que puede proteger los carburos, el aglutinante, y los límites de partículas aplastadas resultantes. Las fases MXC pueden consistir de MC, M2C, M6C, M9C y M12C. Para la modalidad del revestimiento por pulverización térmica de WCCoCr de esta invención, las fases de carburo predominantes son WC, mayor, y W2C, menor. Las fases complejas de carburo son difíciles de observar, pero podrían estar presentes en cantidades pequeñas especialmente en las regiones donde la fase mayor o menor del carburo se ha disuelto en la matriz del metal. Los carburos que se precipitan fuera de la solución pueden contener Co y Cr. Este revestimiento por pulverización térmica se forma en una superficie de un rodillo de trabajo usado en la fabricación de un metal o aleación de metal, por ejemplo, aleación de aluminio, hoja. De acuerdo con esta invención, este revestimiento por pulverización puede exhibir resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión durante el proceso de laminad o en frío. Utilizando este revestimiento por pulverización térmica, se pueden proporcionar alta productividad y buena calidad en el metal o aleación de metal, por ejemplo, aleación de aluminio, productos de hoja. Los revestimientos por pulverización térmica de esta invención pueden proporcionar más resistencia al desgaste que los rodillos de acero enchapados con cromo. Aunque los rodillos revestidos por pulverización térmica pueden tener un costo más alto que los rodillos de acero enchapados con cromo, el valor se gana ampliando la vida del rodillo y reduciendo las pérdidas (energía, capacidad, daños al producto, etc.). Los siguientes ejemplos se proporcionan para describir adicionalmente la invención. Los ejemplos están pensados para ser ilustrativos en naturaleza y no deben ser interpretados como limitantes del alcance de la invención. Ejemplos Los ejemplos enumerados en la Tabla I abajo son revestimientos por pulverización térmica aplicados a sustratos de acero. La Tabla I muestra la composición (por ciento en peso), el proceso de pulverización térmica, método de fabricación del polvo (incluyendo el tamaño del carburo de tungsteno al inicio), el funcionamiento cualitativo basado en los datos de retención superficial mostrados en la figura 2, y comentarios adicionales. Tabla I El método de prueba implica colocar una superficie de revestimiento pulida con una aspereza superficial inicial (en t = 0) en un acabador vibratorio, Buehler Vibromet I. Las muestras fueron desgastadas bajo cargas idénticas con partículas de dióxido de titanio de 1-2 pm (en condiciones secas). En los intervalos de tiempo fijados (mostrados en la figura 2), la aspereza superficial de las muestras fue medida y comparada para determinar la retención superficial. Para las composiciones A y B arriba, el WCCoCr aplicado por combustible de oxígeno de alta velocidad (HVOF JP-5000) exhibió retención superficial excelente. Las composiciones C y D exhibieron buena retención superficial exhibida. Todos estos revestimientos que contienen carburo pueden ofrecer resistencia al desgaste mejorada para rodillos de trabajo, y una retención superficial mejor debe correlacionarse con una mejor calidad de hoja de metal en la línea de fabricación del laminado y acabado. Los rodillos de trabajo revestidos por pulverización térmica deben beneficiarse de la resistencia al desgaste incrementada de los revestimientos de carburo y permanecer en servicio más tiempo debido a buena calidad de hoja. Mientras que se ha mostrado y se ha descrito lo que se consideran son las modalidades preferidas de la invención, será entendido, por supuesto, que varias modificaciones y cambios en forma o detalle podrían ser hechos fácilmente sin salir del espíritu y alcance de la invención. Por lo tanto, se piensa que la invención no está limitada a la forma exacta y detalle mostrado y descrito en la presente, ni a nada menos que la invención en su totalidad descrita según lo reivindicado en la presente.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Rodillo de trabajo para el uso en la fabricación de hoja de metal o de aleación de metal que comprende una estructura tipo cilindrica que tiene una superficie periférica externa y un revestimiento por pulverización térmica en la superficie periférica externa de la estructura tipo cilindrica, el revestimiento por pulverización térmica que comprende de aproximadamente 65 a aproximadamente 95 por ciento en peso de uno o más carburos metálicos del Grupo VI, y de aproximadamente 5 a aproximadamente 35 por ciento en peso de uno o más metales de transición seleccionados de cromo, manganeso, hierro, cobalto y níquel.

2. Rodillo de trabajo de conformidad con la reivindicación 1, en donde la hoja de metal o de aleación de metal comprende aluminio o aleación de aluminio, hierro o aleación de hierro, cobre o aleación de cobre, titanio o aleación de titanio, o níquel o aleación de níquel.

3. Rodillo de trabajo de conformidad con la reivindicación 2, en donde el hierro o la aleación de hierro comprende acero o acero inoxidable.

4. Rodillo de trabajo de la reivindicación 1, en donde uno o más carburos metálicos del Grupo VI se seleccionan de WC, MoC, CrC, WCrC, WMoC y CrMoC.

5. Rodillo de trabajo de conformidad con la reivindicación 1, en donde el revestimiento por pulverización térmica comprende de aproximadamente 70 a aproximadamente 90 por ciento en peso de uno o más carburos metálicos del Grupo VI y de aproximadamente 10 a aproximadamente 30 por ciento en peso de uno o más metales de transición.

6. Rodillo de trabajo de conformidad con la reivindicación 1, en donde el revestimiento por pulverización térmica comprende de aproximadamente 76 a aproximadamente 86 por ciento en peso de tungsteno, de aproximadamente 3 a aproximadamente 5.5 por ciento en peso de carbono, de aproximadamente 7 a aproximadamente 13 por ciento en peso de cobalto, y de aproximadamente 2.5 a aproximadamente 7 por ciento en peso de cromo.

7. Rodillo de trabajo de conformidad con la reivindicación 1, en donde el revestimiento por pulverización térmica comprende de aproximadamente 78 a aproximadamente 84 por ciento en peso de tungsteno, de aproximadamente 3.5 a aproximadamente 5.2 por ciento en peso de carbono, de aproximadamente 7 a aproximadamente 11 por ciento en peso de cobalto, y de aproximadamente 3 a aproximadamente 6 por ciento en peso de cromo.

8. Rodillo de trabajo de conformidad con la reivindicación 1, en donde un sellante es aplicado al revestimiento por pulverización térmica.

9. Rodillo de trabajo de conformidad con la reivindicación 8, en donde el sellante comprende una resina epóxica más endurecedor epóxico.

10. Rodillo de trabajo de conformidad con la reivindicación 1, en donde el revestimiento por pulverización térmica tiene un espesor de aproximadamente 0.025 a aproximadamente 1.0 milímetros.

11. Rodillo de trabajo de conformidad con la reivindicación 1, en donde el revestimiento por pulverización térmica tiene una porosidad no mayor que aproximadamente 2.5%.

12. Rodillo de trabajo de conformidad con la reivindicación 1, en donde el revestimiento por pulverización térmica tiene una aspereza superficial menor que aproximadamente 60 micropulgadas Ra.

13. Rodillo de trabajo de conformidad con la reivindicación 1, en donde el revestimiento por pulverización térmica es formado por un método de revestimiento de plasma, un método de revestimiento por combustible de oxígeno de alta velocidad o un método de revestimiento por detonación.

14. Rodillo de trabajo de conformidad con la reivindicación 1, para el uso en la fabricación de hoja de aleación de aluminio.

15. Rodillo de trabajo de conformidad con la reivindicación 1, en donde la superficie de revestimiento por pulverización térmica es torneado o esmerilado.

16. Rodillo de trabajo de conformidad con la reivindicación 1, en donde la superficie del revestimiento por pulverización térmica está torneado y/o esmerilado suficiente para obtener o conservar un perfil del rodillo de trabajo que tenga una forma de corona.

17. Rodillo de trabajo de conformidad con la reivindicación 1, en donde la superficie del revestimiento por pulverización térmica es suficiente para minimizar o eliminar el marcado o defectos en la hoja de metal o de aleación de metal fabricada usando el rodillo de trabajo.

18. Rodillo de trabajo de conformidad con la reivindicación 17, en donde el revestimiento por pulverización térmica terminado tiene un espesor de aproximadamente 0.025 a aproximadamente 0.25 milímetros.

19. Proceso para preparar un rodillo de trabajo para el uso en la fabricación de hoja de metal o de aleación de metal que comprende (i) proporcionar una estructura tipo cilindrica que tenga una superficie periférica externa, y (ii) revestir por pulverización térmica la superficie periférica externa de la estructura tipo cilindrica, el revestimiento por pulverización térmica que comprende de aproximadamente 65 a aproximadamente 95 por ciento en peso de uno o más carburos metálicos del Grupo VI, y de aproximadamente 5 a aproximadamente 35 por ciento en peso de uno o más metales de transición seleccionados de cromo, manganeso, hierro, cobalto y níquel.

20. Método para fabricar hoja de metal o de aleación de metal que comprende (i) colar y opcionalmente recocer una placa de metal o de aleación de metal, (ii) laminar la placa de metal o de aleación de metal para proporcionar una hoja de metal o de aleación de metal de calibre intermedio, y (iii) pasar la hoja de metal o de la aleación de metal de calibre intermedio a través de uno o más rodillos de trabajo para proporcionar una hoja de metal o de aleación de metal de calibre final, uno o más rodillos de trabajo que comprenden una la estructura tipo cilindrica que tiene una superficie periférica externa y un revestimiento por pulverización térmica en la superficie periférica externa de la estructura tipo cilindrica, el revestimiento por pulverización térmica que comprende de aproximadamente 65 a aproximadamente 95 por ciento en peso de uno o más carburos metálicos del Grupo VI, y de aproximadamente 5 a aproximadamente 35 por ciento en peso de uno o más metales de transición seleccionados de cromo, manganeso, hierro, cobalto y níquel.

21. Polvo producido por pulverización térmica para revestir la superficie periférica externa de un rodillo de trabajo para el uso en la fabricación de hoja de metal o de aleación de metal que comprende de aproximadamente 65 a aproximadamente 95 por ciento en peso de uno o más carburos metálicos del Grupo VI, y de aproximadamente 5 a aproximadamente 35 por ciento en peso de uno o más metales de transición seleccionados de cromo, manganeso, hierro, cobalto y níquel.

22. Polvo producido por pulverización térmica de conformidad con la reivindicación 21, que tiene un tamaño de grano de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5 micrones.